Od kilku lat Polska zmaga się z suszami i brakiem wody. Szansą na walkę z niedoborem może być jej odzysk. Projekty z tym związane realizują naukowcy w nowym Laboratorium Analitycznym Technologii Oczyszczania Wody i Ścieków działającym na PWr.

Laboratorium otwarto na początku roku akademickiego w Katedrze Inżynierii Ochrony Środowiska na Wydziale Inżynierii Środowiska PWr.

– Nastawione jest przede wszystkim na analitykę, będącą nieodzownym elementem prowadzenia wszystkich badań technologicznych. Prowadzimy tutaj badania w zakresie oczyszczania wody i ścieków związane z nowymi materiałami i procesami technologicznymi oraz optymalizacją już istniejących rozwiązań – mówi dr hab. inż. Małgorzata Wolska, prof. uczelni z Katedry Inżynierii Ochrony Środowiska.

W laboratorium znajdują się więc przede wszystkim urządzenia analityczne, m.in. cytometr, chromatograf cieczowy i jonowy, analizator ogólnego węgla organicznego, spektrofotometry, fotometry, mętnościomierze i przenośne mierniki, czyli urządzenia służące do pomiarów min. pH, mętności, przewodności w miejscu pobierania próbek.

– Przenośny sprzęt służy nam przede wszystkim do analizy parametrów jakości wody pobieranej w terenie. Najczęściej tego typu badania realizujemy we współpracy z przemysłem, projekt rozpoczyna się najczęściej od pobrania próbki, która jest następnie analizowana i dopiero wówczas możemy się zagłębić w problem technologiczny – wyjaśnia mgr inż. Anna Solipiwko-Pieścik z Katedry Inżynierii Ochrony Środowiska.

Urządzenia w laboratorium zostały pozyskane w ramach grantu realizowanego wspólnie z wrocławskim MPWiK. Jego efektem było utworzenie, na terenie należącym do miejskiej spółki, stacji badawczej. Po zakończeniu współpracy sprzęt analityczny trafił na Politechnikę Wrocławską i obecnie korzystają z niego nasi badacze, doktoranci i studenci przygotowujący prace dyplomowe.

– MPWiK to nasz naturalny partner do współpracy. Na potrzeby spółki przygotowujemy ekspertyzy i  wykonujemy szereg różnego rodzaju badań, ale w tym zakresie współpracujemy także z przedsiębiorstwami z całego kraju. W naszym laboratorium realizowane są również projekty w ramach międzynarodowych i krajowych grantów badawczych – wyjaśnia prof. Małgorzata Wolska.

W planach jest rozbudowa laboratorium o dodatkowy sprzęt. Nasi naukowcy złożyli już wniosek o sfinansowanie zakupu chromatografu gazowego z podwójnym detektorem masy. Tego typu urządzenia mogą być wykorzystywane m.in. do analizy zawartości mikrozanieczyszczeń czy ubocznych produktów dezynfekcji wody.

Czy zabraknie nam wody?

Dlaczego jednak badania nad oczyszczaniem wody i ścieków są obecnie tak istotne? Przede wszystkim z powodu kryzysu wodnego, który w Polsce ma głównie postać suszy hydrologicznej i hydrogeologicznej.

– Zmiany klimatyczne są zauważalne i już teraz pojawiają się problemy z brakiem wody. Mamy mniejsze jej ilości w rzekach i choćby przez to nie ma możliwości pobrania takiej ilości wody, jaka zazwyczaj była wykorzystywana przez miasta – podkreśla prof. Małgorzata Wolska. – Druga kwestia to pojawiające się okresowo bardzo intensywne opady. Nie jesteśmy przygotowani na retencjonowanie wody, a jeśli nie ma retencji, to tak naprawdę tę wodę tracimy. Konieczne staje się więc szukanie nowych źródeł wody i jest to jeden z możliwych obszarów współpracy z przemysłem – dodaje.

Równie istotne jest  powtórne wykorzystanie ścieków, które powstają m.in. w dużych zakładach przemysłowych. Konieczne staje się więc tworzenie zamkniętych obiegów, aby z jednej strony ograniczać zużycie wody, a z drugiej –  poprawiać jakość odprowadzanych do odbiorników ścieków, które nie pogarszałyby stanu wód powierzchniowych.

– Nie jesteśmy w stanie oczyścić wody w stosunku 1:1. Bez względu na to, w jaki sposób oczyszczamy wodę, zawsze powstają ścieki w postaci popłuczyn czy osadów pokoagulacyjnych. Niezależnie od tego, czy stosujemy konwencjonalne procesy filtracyjne, czy nowocześniejsze metody, jak np. separacja membranowa, to zawsze powstają ścieki w postaci popłuczyn. Szacuje się, że na świecie straty wody związane z jej oczyszczaniem wynoszą od 2 do 10 procent ujmowanej wody – zaznacza prof. Małgorzata Wolska.

Ograniczenie ilości wody zużywanej podczas płukania filtrów oraz ponowne wykorzystanie wody po płukaniu to główne cele badań prowadzonych na Politechnice Wrocławskiej przez Halinę Urbańską-Kozłowską w ramach doktoratu wdrożeniowego. Projekt, realizowany właśnie pod opieką prof. Małgorzaty Wolskiej, przebiega we współpracy z wrocławskim MPWiK. Jego efektem ma być nie tylko ochrona zasobów wodnych, lecz także mniejsze koszty produkcji wody.

A co z odsalaniem wody morskiej?

A czy alternatywą dla pozyskiwania wody może być np. odsalanie wody morskiej? Nawet jeśli tak, z takiego rozwiązania nie będziemy mogli skorzystać we Wrocławiu. O ile bowiem technika w tym zakresie jest już mocno rozwinięta, a koszty odsalania dużo mniejsze niż jeszcze 10 lat temu, to ogromnym problemem jest konieczność transportu wody na duże odległości.

– Do morza mamy ok. 600 km, a transport wody na takie odległości spowoduje zmianę jej składu. Wiąże się to choćby z oddziaływaniem przewodów wodociągowych, ale także wielu innych czynników. W praktyce jest to więc nierealne – przyznaje prof. Małgorzata Wolska.

Obecnie trudno przewidzieć, kiedy wody zabraknie, chociaż pesymistyczne prognozy zakładają, że może to być perspektywa najbliższych kilkudziesięciu lat. Wiele zależy od tego, jak szybko będą postępować zmiany klimatyczne i podnoszenie się temperatury średniorocznej.

– Musimy pamiętać, że wodę z rzeki możemy pobierać tylko przy jej określonym poziomie. Podobnie jest z jej pozyskiwaniem z wód podziemnych, których poziom z uwagi na rosnącą temperaturę też staje się coraz niższy. Od 2015 r. susza hydrologiczna występuje praktycznie każdego lata. Może być bardziej lub mniej dotkliwa, ale w dłuższej perspektywie dotknie, niestety, nas wszystkich – podkreśla Anna Solipiwko-Pieścik.

mic